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Neuron:大脑的“焦虑细胞”引发了焦虑行为

发布时间:2018-02-09 14:31:45 | 来源:Medsci2018-02-09
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当你在夜晚走在黑灯瞎火的路上时是不是会手心出汗?原来,这种感觉可能源于大脑内新近发现的“焦虑”细胞。研究人员在小鼠大脑的海马体中发现了这种细胞。根据哥伦比亚大学Irving医学中心(CUIMC)精神病学教授Rene Hen博士的说法,这些细胞很可能也存在于人类大脑中。该研究近日发表在《Neuron》上。

Hen说:“我们将其称为焦虑细胞,因为只有当动物感觉到恐惧的时候这些细胞才会被激活。对于小鼠来说,处在容易暴露于捕食者的开放环境中,或者高高的平台上,都会感觉到威胁。”

焦虑细胞的脉冲向大脑的其他部分发送信息,从而引发焦虑行为,对于小鼠来说,这些行为包括逃离危险区域或进入安全区域。

尽管研究人员发现大脑中的很多其他细胞也在焦虑中起作用,但是该研究发现的这种细胞是首次发现代表焦虑状态的细胞,无论引起焦虑情绪的是什么环境。Mazen Kheirbek博士是UCSF是研究人员之一,他说:“这令人兴奋,因为它代表了一个直接,快速的大脑通路,可以让动物对焦虑发生的地方作出反应,而不需要通过更高等级的大脑区域。”

哥伦比亚大学的Vagelos内科与外科学院的博士生Jessica Jimenez说:“我们在海马体中发现了这些细胞,这为我们探索新型疗法开辟了新的领域。”CUIMC的精神病学教授Jeffrey Lieberman说:“这项研究表明,利用基础科学技术在动物模型上进行的转化研究有助于我们理解人类情绪和精神失常原因背后的机制。”

在某种程度上,焦虑是健康的。焦虑对于动物的安全来说非常正常,而且很重要。焦虑是一种针对远处威胁的情绪反应,比如处在暴露于捕食者面前的环境中。最安全的方法是避开这些环境,所以焦虑可以触发逃离行为

如果人们对威胁反应过度,那么焦虑就成为问题了,比如当我们对一群人说话时,也可能产生想要逃跑的反应。为了弄清楚焦虑失常是怎么回事,Hen的实验室中的研究人员对小鼠进行了研究,试图弄清楚大脑如何处理健康的焦虑。

Mazen Kheirbek博士说:“我们想要确定,形成焦虑感觉的情感信息在大脑中的哪个位置被编码。”

海马体在大脑中负责形成新的记忆,帮助动物(从小鼠到人类)在复杂环境中导航。但是最近的研究也暗示海马体在调节情绪方面也有作用。研究表明,改变海马体腹侧部分的活动能够减少焦虑。海马体还会向其他的大脑区域发送信息,包括杏仁核和下丘脑,这两个区域被证明能够控制与焦虑有关的行为。

用微型显微镜鉴定焦虑细胞

通过嵌入到小鼠大脑中的微型显微镜,研究团队记录了当小鼠在环境中自由移动时,海马体中数百个细胞的活动。

每当动物暴露在焦虑引起的环境中时,研究人员注意到海马腹侧部分的特定细胞是活跃的。小鼠越焦虑,这些细胞的活动就越强。

研究人员追踪了这些细胞对下丘脑的输出,下丘脑能够控制与焦虑有关的行为(对于人类,这些行为包括心率加快,逃避,分泌压力激素)。

科学家们利用光遗传学技术将焦虑细胞关闭或打开,从而能够利用光束来控制神经元的活动。他们发现,焦虑细胞能够控制焦虑行为。当这些细胞被关闭时,小鼠就会停止生成与害怕有关的行为,会在高高的平台上漫步,还会离开对他们有保护作用的墙角。当焦虑细胞被激活时,即使处于安全的环境中,小鼠也会表现出焦虑的行为。

治疗方向焦虑细胞的发现使得以焦虑细胞为靶标并减轻焦虑的治疗成为可能。Hen说:“我们正在研究这些细胞在分子层面与其他神经细胞不同之处。如果焦虑细胞表面存在与周围细胞不同的特殊受体,那么未来我们或许可以通过直接靶向这类细胞治疗焦虑症。”

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